СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И АКТИВНОГО ИЛА Российский патент 1996 года по МПК C02F11/14 C02F1/56 

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к обработке осадков, образующихся при очистке сточных вод, и может быть использовано для обработки активного ила и осадков сточных вод.

Известен способ обработки осадков сточных вод путем обработки последнего химическими реагентами [1]
При подготовке осадков к обезвоживанию на вакуум-фильтрах или на фильтрах-прессах в качестве химического реагента для коагуляции используют хлорное железо, сернокислое окисное железо, хлорированный железный купорос, хлоргидрат алюминия и другие реагенты в сочетании с известью. Применяемые дозы реагентов составляют 0,5-20% массу сухого вещества осадка и зависят от свойств осадков и типа реагентов. Эффективность коагулянтов определяется величиной заряда частиц осадка, концентрацией реагента, химическими реакциями, происходящими при введении реагентов, в осадок, значением среды, степенью перемешивания и временем контакта с осадком, агрегативной устойчивостью образующихся хлопьев, степенью их сжимаемости и другими факторами.

Основным недостатком такого способа обработки осадков сточных вод является большой расход химических реагентов: до 100 кг (FeCl₃) и 200 кг известкового вещества Са(ОН)₂ на 1 т абсолютно сухого вещества. При этом происходит минерализация обезвоженного осадка (кека) до 50% что не позволяет сжигать осадок в печах, так как приводит к спеканию твердого остатка в печи и выводу ее из строя. Кроме того, сухость кека не превышает 20% что также препятствует к его сжиганию. Присутствие FeCl₃ и извести не позволяет использовать кек для удобрения в сельском хозяйстве. Все это осложняет утилизацию кека. Поэтому твердый остаток как вынуждены вывозить в отвалы, что нарушает экологическое равновесие.

Известен способ обработки сточных вод путем введения флокулянта перед механическим обезвоживанием [2]
В качестве флокулянта в данном способе используют сополимер акриламида метилвинилпиридиновой соли диметилсульфата. Этот флокулянт получен на стадии лабораторных исследований и не имеет промышленного производства, что относится к недостаткам данного способа обработки сточных вод. Сухость кека по данному способу не превышает 23% что обуславливает трудности с утилизацией сжиганием. Кроме того, при данном способе обработки сточных вод в отходящей воде (фугате) имеется высокое содержание взвешенных веществ.

Известен ряд способов обезвоживания активного ила (АИ) и подобных осадков сточных вод обработкой реагентами смесью алкилнафтол- и алкилнатринилпиридиний-хлоридами, флокулянтами ВА-2 и ВА-3 и известью [3-5]
Практическое применение получили лишь реагентные способы обезвожиания АИ, так как они обеспечивают наиболее высокую скорость процесса. Но необходима дальнейшая интенсификация и совершенствование этих способов.

Недостатками этих способов является невысокая скорость фильтруемости АИ, а для увеличения скорости фильтров требуется резко увеличивать расход реагента.

Наиболее близким является способ обезвоживания активного ила путем смещения его с известью и последующее фильтрование.

Однако, предварительно перед фильтрованием активный ил дополнительно обрабатывают ортофосфорной кислотой или ее солями и перемешивают [6]
Задача изобретения создание эффективного способа обезвоживания активного ила и осадков сточных вод, с возможностью утилизации сухого осадка путем сжигания.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе обработки активного ила и осадков сточных вод путем введения реагента-флокулянта, в качестве последнего используют продукт полимеризации 1,2-диметил-5-винилпиридийметилсульфата, полученный в присутствии β -оксипропилтертбутилпероксида или в присутствии последнего и α -амино γ -метилмасляной кислоты в виде смеси D,L-изомеров.

Использование в способе обезвоживания активного ила и осадков сточных вод в качестве реагента-флокулянта полимера большой молекулярной массы линейной структуры с повышенными адсорбционными свойствами за счет стойкости при гидродинамическом перемешивании, позволяет при меньшем расходе флокулянта обеспечить эффективность задержания взвешенных веществ на 98,4-99,6% а содержание взвеси в фугате 0,12-1,5 г/л.

Для получения данного флокулянта полимера полимеризацией в водных растворах четвертичных солей 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата используют инициатор β-оксипропилтретбутилпероксид и детоксикант α -амино- и γ-метилмасляную кислоту в виде смеси D, L-изомеров. В реактор загружают четвертичную соль 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата, растворяют в воде в необходимом мольном соотношении, создают инертную атмосферу путем кратковременной продувки азотом, вводят индикатор β-оксипропилтретбутилпероксид в количестве 0,01-0,1% от массы мономера. Полимеризацию можно проводить и в присутствии детоксиканта α -амино-γ -метилмасляной кислоты, в виде смеси D, L-изомеров, количество которого эквивалентно смесям полимеризуемой соли. Реакционную смесь разливают в реакционные ячейки в атмосфере воздуха. Процесс полностью осуществляют в изотермическом или адиабатическом режиме. Полнота конверсии определяется дозировкой инициатора и продолжительностью реакции. Полученный полимер полностью растворим в воде. Полимер, полученный в присутствии инициатора β-оксипропилтретбутилпероксида целесообразно использовать при обезвоживании активного ила и осадков сточных вод в замкнутом цикле, для разомкнутого цикла и предотвращения вредного воздействия на биологические объекты целесообразно использовать флокулянт-полимер, полученный полимеризацией в присутствии инициатора β -оксипропилтретбутилпероксида и детоксиканта α амино-γ -метилмасляной кислоты в виде смеси D,L-изомеров. Данный флокулянт выпускается по ТУ 6-00-00204168-252-92.

Способ обезвоживания активного ила и осадков сточных вод осуществляют следующим образом.

В активный ил и осадки сточных вод вводят флокулянт в количестве 0,1-1,0% от массы абсолютно сухого вещества. После обработки активного ила и осадков сточных вод идет процесс хлопьеобразования. Затем производят отделение осадка известными методами фильтрования, прессования или центрифугирования.

Предлагаемый способ обезвоживания активного ила и осадков сточных вод позволяет увеличить скорость обезвоживания осадка, уменьшить количество взвешенных частиц в фугате до 1,5-0,1 г/л, обеспечив эффект задержания 98,4-99,6%
П р и м е р 1. Активный ил в смеси с сырым осадком при концентрации 30 г/л обрабатывают флокулянтами, являющимися продуктом полимеризации 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата, полученным в присутствии β -оксипропилтретбутилпероксида или в присутствии последнего и α -амино- γ -метилмасляной кислоты в виде D,L-изомеров, в количестве 0,1% к массе абсолютно сухого вещества в течение 30-60 с. После обработки смеси активного ила с сырым осадком флокулянтом, сфлокулированную смесь в виде крупных хлопьев подают на обезвоживающее оборудование. Замеряют время, в течение которого происходит фильтрация обработанного осадка, количество сухого вещества в кеке и количество взвешенных веществ на фугате.

П р и м е р 2. Пример 2 отличается от примера 1 тем, что активный ил в смеси с сырым осадком при концентрации 30 г/л обрабатывают данным флокулянтом в количестве 0,3% к массе абсолютно сухого вещества в осадке.

П р и м е р 3. Пример 3 отличается от примера 1 тем, что активный ил в смеси с сырым осадком обрабатывают данным флокулянтом в количестве 0,5% к массе абсолютно сухого вещества.

П р и м е р 4. Пример 4 отличается от примера 1 тем, что активный ил в смеси с осадком обрабатывают данным флокулянтом в количестве 1,0% к массе абсолютно сухого вещества.

Результаты примеров приведены в таблице.

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к обработке осадков, образующихся при очистке сточных вод и может быть использовано для обработки активного ила и осадков сточных вод. Сущность изобретения: способ обезвоживания активного ила и осадков сточных вод осуществляют путем введения флокулянта - продукта полимеризации 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата, полученного в присутствии β -оксипропилтретбутилпероксида или в присутствии последнего и a -амино- g -метил масляной кислоты в виде смеси D, L-изомеров. 1 табл.

1. Способ обработки осадков сточных вод и активного ила, включающий введение химического реагента, перемешивание и последующее механическое обезвоживание смеси, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют продукт полимеризации 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата, полученный в присутствии β -оксипропилтретбутилпероксида или в присутствии последнего и a -амино- g -метилмасляной кислоты в виде смеси D, L-изомеров.